[發明專利]以摩擦攪拌焊接均勻焊接二維彎曲結構的裝置及方法

有效

• 申請號: 201680048159.8
• 申請日: 2016-08-10
• 公開（公告）號: CN107921574B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 馬庫斯·魏格爾
• 申請（專利權）人: 格林策巴赫機械制造有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K37/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

用于以要被接合的至少兩個部件(6)的形式通過摩擦攪拌焊接均勻焊接二維彎曲結構的裝置和方法，具有下列特征：a)用于實施所述方法的插槽板(1)，通過引導機器而引導且具有驅動頭(2)和鎖固至所述驅動頭(2)的錐體組件(3)，而且具有焊接蹄片固定件(4)和焊接蹄片(8)的焊接銷(11)的銷軸承(5)；b)為了在要接合的所述部件(6)的兩側上都實現無孔洞且具有滿意表面的焊接結果，確定相關于控制焊接過程的相關測量參數，其中條形傳感器(23)是沿所述錐體組件(3)的該側而設，其中用于感測軸向力的傳感器(20)被提供，其中具有應變計帶體形式的至少三個傳感器(25)適用于測量作用于所述焊接銷(11)上的軸向力，而且其中進一步的壓電力測量傳感器(24)是設置在所述摩擦銷的柄(7)的縱軸中，所述壓電力測量傳感器(24)同樣是用于測量軸向力。

技術領域

本發明是關于以摩擦攪拌焊接均勻焊接二維彎曲結構的裝置及方法。

背景技術

在背景技術方面，特別是涉及了用于管道的軌道焊接的焊接裝置以及焊接方法的專利公開號EP2027962A1是已知的。在這份公開文件中提到了已知的背景技術的一些缺點，消除所述缺點即為本申請案的目的。根據權利要求1的細節，在此所述的焊接裝置是一種電弧焊接裝置，其包括用于通過焊接輸出將焊接電弧施加到第一和第二工件之間的接合點上的焊接頭，以便產生焊池，其中所述焊接電弧相對于所述第一工件和所述第二工件是可移動的。在權利要求1的特征部分中所宣稱本發明要求保護的是，所述焊接裝置包括用于測量焊池附近的溫度的溫度測量裝置和死循環控制裝置，其中死循環控制裝置被配置用于根據測量的溫度而產生至少一個信號，該信號用于控制至少一個焊接參數。進一步要求保護的是，此處的溫度測量裝置優選地配置為高溫計及/或該溫度測量裝置被設置成使得溫度至少在焊池前、旁、及/或后方的一個溫度測量點被測量，其中所述溫度測量裝置優選地設置成使得所述后者包括溫度允許根據所述焊池溫度得出結論的區域。

一般來說，由于重力對熔體和保護氣體的影響，通過傳統的焊接方法(例如MIG或MAG焊接)對管狀部件進行軌道焊接，會導致在過程控制方面非常高的復雜性。當在現場使用軌道焊接時，例如在地下電網和管道中，傳統的軌道方法在環境條件方面是更是非常易受影響的。風和濕氣會嚴重影響焊接過程。

關于背景技術進一步參照EP2561948A1，其涉及通過摩擦攪拌焊接來制造凸緣-管道-凸緣組件的方法和系統。根據權利要求11的前言部分，這樣的系統基于簡化凸緣和管道的置中以及利用焊池支撐物的目的(除了用于支撐由摩擦攪拌焊接軟化的區域外)，也可用于接受摩擦攪拌焊接中的接觸壓力，并根據凸緣的縱向軸來置中管道，同時省去了測量和設置程序，且同時減少了生產時間，同時節省了材料和保證經濟效益。為此，在權利要求11的特征部分中要求保護的是，焊池支撐物被構造為氣動可夾緊且可釋放的夾緊和支撐盤體，以使管道置中于凸緣的旋轉軸上，并且用于接收摩擦攪拌焊接中的接觸壓力，用于感測管道及凸緣間對接接合點的傳感器被提供，并且進一步提供用于驅進和驅出在切平面投影中的成形楔的裝置，所述切平面水平地位于旋轉軸上方，并且延伸通過對接接合點，所述裝置是為了摩擦攪拌焊接工具的摩擦攪拌焊接探頭可被移出摩擦攪拌焊接對接接合點而不留下孔洞所提供，其中傳感器和用于驅進與驅出成形楔的裝置是連接至控制器。

在摩擦攪拌焊接中，由于在同時以平移方式移動的旋轉工具之間的摩擦，在待焊接材料的接合區域中使待焊接材料轉變為塑性狀態的摩擦熱被產生且壓力而施加。此處的工具沿著接合區域移動并且攪拌相互鄰接的待連接材料的接縫內部的塑化材料。該接縫端部的工具從連接區域撤出，并且焊縫立即可受到應力。

發明內容

本發明所根據的目的在于，指明一種裝置和方法，其能夠以高質量標準通過摩擦攪拌焊接來均勻焊接二維彎曲結構，其中將要投入的整體過程能量可被最小化。

二維彎曲結構可以被認為是具有圓形、橢圓形或卵形截面的管道，或不然是被彎曲成波紋狀的金屬片。

這是根據權利要求1而實現：